摘要 原油管道由于运输距离长、周边环境复杂且受地理因素影响大，日常巡检若采用人工巡检工作量大、效率低，安全也无法保障。目前无人机巡检因相较于人工巡检具有一定的优势被逐渐应用在管道日常巡检中。文中对人工巡检和无人机巡检做了简要的对比介绍。
关键词 原油管道 无人机 人工 巡检
原油的运输有公路、铁路、水运和管道输送这四种方式。由于管道输送运输量大、大部分埋设于地下、密闭安全和便于管理等优点，使之成为运输原油的理想方式。原油管网长期埋设在地下，会受到管线自身长期或超期服役而导致本体强度等力学性能下降、管道自身的内外壁腐蚀、自然和地质灾害损毁、打孔盗油、第三方人为破坏等各种不确定性因素的影响，对系统安全运行带来潜在的巨大危害。一旦发生泄露或者爆炸事故，将严重威胁人民群众的生命和财产安全。
传统的原油管道巡检以人工巡护和电子感应巡检作为主要巡检手段。但传统的人工巡检花费较多的人力与时间，操作难度大、效率低、危险性高，在地形复杂或者无法通行地段不适宜使用人工巡检方式进行巡检。而电子感应元件作用距离短，不适宜范围广、里程长的管道检测。常规巡检已经无法满足要求，需要采用更科学的管理办法和技术手段。
1巡检模式介绍
1.1人工巡检简介
目前国内原油管道的巡检方式主要是人工徒步巡检，巡线工通过目测观察其所管辖的管道。巡线工在巡检过程中可以直接检查管道本体及管道地表环境，可以对设施仔细检测；由于原油泄漏后散发出的味道易被识别，故巡线工在巡线时可以通过闻来判断原油管道是否泄漏。由于原油管道铺设距离长、地形地貌复杂和极端天气造成了管道巡护工作存在着一定的困难且巡检效率低，尤其是海底管道的巡检更是难以做到。
1.2无人机巡检简介
无人机是无人驾驶飞机的简称，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置的不载人飞机。原油管道巡检使用的无人机主要有三大类分为：固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机三大平台。
固定翼无人机（图1）是军用和多数民用无人机的主流平台，最大的特点是飞行速度较快、转向灵活、巡航半径大且滞空时间长。但是它无法悬停，价格高，对起飞的空间要求比较高。适用于对油气管网的整体普査及灾害救援期间的灾情调査。
无人直升机（图2）是灵活性最强的无人机平台，可以原地垂直起飞和悬停。但是操控难度大，易受到电子信号干扰，主要适用于复杂环境和极端天气下的巡检。
多旋翼无人机（图3）主要分为四旋翼和六旋翼，是消费机和部分民用用途的首选平台，灵活性介于固定翼和直升机中间，但操作简单、成本较低。但是操控不稳定，受天气状况影响大，续航时间较短，主要适用于小范围管线的巡查。
2无人机管道巡检的方法
无人机搭载可见光、红外双光吊舱、昼夜监控设备，可在指定目标上空悬停进行查看；利用任务吊舱获取管道周围土壤、天气、管道温度等信息进行分析，发现可疑情况后即可定位报警，锁定和跟踪地面目标探查细节，配合远程喊话器，及时发现、制止破坏管线、盗油的行为。具体可以分为三种方法：1.无人机通过自动飞行模式到达需要巡检的原油管道上方，用内置高清摄像机拍摄待巡查的原油管道，采集管道具体影像、通过内置网络远距离实时回传至地面站，还可将无人机视频影像实时传输至全球任何地点需要查看的手机终端或指挥中心。2.无人机在待巡检的原油管线上飞行，通过摄像机把管线拍摄成高清照片，将照片导入专用软件后，可进行照片的拼接、处理，绘制出完整的管线航测图。3.夜间可以配置无人机载红外热像仪实现巡线检。
管道的巡检分为日常巡检、压力异常巡检和管道应急巡检。日常巡检时，可以编制无人机的巡检时间和巡检轨迹，使无人机自动去巡检规定的路线并实时发挥后台监测中心进行分析。压力异常巡检时，是直接让无人机飞行至压力异常的管道位置从而确定是否有原油泄漏。管道应急巡检是在管道应急抢修过程中，通过无人机拍摄遥感影像，对发生事故管段的位置、损坏程度进行评估，对现场进行实时监视，了解事故的具体情况，从而制定抢修方案，将灾害的影响降到最低。
3国内外无人机管道巡检应用现状
目前有部分管道已经采用了无人机巡检，国外无人机在管道巡护中应用的已经很普遍。美国阿拉斯加管道、加拿大阿蓝斯管道和巴库油田都使用了固定翼无人机来采集图片和视频影像。
国内无人机技术也在不断的发展，其中大疆领先的技术和尖端的产品成为国内无人机龙头企业。同时国内原油管道也逐步地采用了无人机技术。2011年兰·成渝输油管道应用了无人机技术来实现管道的日常管理。2012年西气东输试验了无人机巡线，次年南宁分公司应用固定翼无人机进行了无人机巡线的演示。中石油新疆果子沟地福安管道和黑龙江加格达奇管道都采用了无人机巡检。
4无人机巡检在甬沪宁原油管道的应用
甬沪宁原油管道南起宁波大榭岛，向北越过杭州湾后到达上海浦东的高桥石化，再经过金陵石化过江直抵扬子石化，全长645千米，连接了中国石化所属的镇海、上海、高桥、金陵、扬子五大骨干炼油厂，是我国目前口径最大，距离最长，连接炼油厂、码头和油库最多的进口原油管道。其中53．5千米长的杭州湾海底管线是我国在强潮流区海湾建成的口径最大、最长的海底原油管道。正是因为甬沪宁管道存在一部分海底管道，日常的巡检维护受到地貌因素较为困难。平日的巡线主要是针对陆上原油管道，只有特殊情况（如泄漏监测系统定位海底管道有压降）需要对海底管道巡检，目前也只能通过租船来实现，这样巡线的时长会大大增加，若真发生漏油事故，将会造成很严重的后果。
通过对无人机三大平台对比，海上的巡检适合采用固定翼无人机，目前由珖点科技生产制造处的名为虎鲨的无人机（如图4）被誉为海上巡检尖兵，可在海上以20公里超视距及夜间巡检，采用的是垂直起降固定翼的结构设计，作为目前较为主流的设计是有着不受场地限制又能提高续航的优点，其航时可达4小时，搭载18倍光学变焦摄像头，以及20公里图传设备，实时传输的视频非常清晰，且飞行时极为稳定。
图4虎鲨无人机
5无人机巡检完全取代人工巡检的可行性
相对于人工巡检来说，无人机巡检的优势很明显，主要有效率高、成本低、风险小、运行管理简单以及受周边环境和气候影响小等，但是无人机巡检并不能完全取代人工巡检。由于无人机的主要采用弹射和滑跑的方式起飞，而原油管道大部分铺设在地形复杂的区域、对大型无人机难以找到适宜的位置起降；原油管道的巡检需确保成像质量，这样才能有助于发现问题，此时无人机必须配置高精度的传感器，而大多数无人机的载重有限制，无法满足；无人机还要受到电池电量、电磁干扰等影像。人工巡检也具备一定的优点，遇到管道漏油等状况时可以第一时间关闭事故管段的阀室，从而控制漏油量。所以目前来说无人机要完全取代人工巡检还存在一定的困难。
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论文作者:刘靓
论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/28
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